- Hva er et atom?
- Hvordan er et atom bygd opp?
- Hvordan kombineres atomer?
- Deler av et atom
- Historien om atomet
- Molekyl
Vi forklarer hva et atom er og hvordan hver av delene er bygd opp. Også dens historie, studier om det og hva et molekyl er.
Hva er et atom?
Den minste enheten som utgjør saken.
Ordet atom kommer fra gammelgresk (atom, "Uten deling") og ble laget av de første filosofene som teoretiserte om sammensetningen av ting, det vil si de elementære partiklene i univers. Siden da, med fremveksten av atommodeller, måten å forestille seg dem på har variert enormt, ettersom en atommodell etterfulgte den forrige gjennom århundrene, helt til vi nådde den vi bruker i dag.
Atomer har egenskapene til kjemisk element som komponerer og i sin tur blir elementene organisert og klassifisert i henhold til deres atomtall, elektronisk konfigurasjon og kjemiske egenskaper i Periodiske tabell av elementene.
Det samme kjemiske elementet kan være sammensatt av forskjellige atomer av samme klasse, det vil si med samme atomnummer (antall protoner som hvert atom har i grunnstoffet), selv om deres atommasser er forskjellige.
For eksempel er det forskjellige atomer av samme grunnstoff som er forskjellige i antall nøytroner, og de kalles isotoper, er et representativt tilfelle isotopene til grunnstoffet karbon (12C, 13C, 14C). Så, hvert atom tilhører det samme kjemiske elementet eller ikke, avhengig av antall protoner, så atomer med samme antall protoner tilhører det samme kjemiske elementet.
Hvordan er et atom bygd opp?
Atomer er bygd opp av en kjerne og ett eller flere elektroner (som har negativ ladning) rundt den. Kjernen består av partikler kalt protoner og nøytroner. Protoner er positivt ladet og nøytroner er nøytrale. Settet av protoner og nøytroner kalles nukleoner.
Protoner og elektroner tiltrekkes av hverandre av den elektromagnetiske kraften (samspillet mellom ladede partikler og elektriske og magnetiske felt), mens protoner og nøytroner tiltrekkes av hverandre av kjernekraften (en kraft som bare oppleves av partiklene som utgjør atomkjernen).
Hvordan kombineres atomer?
Atomer kan kombineres med hverandre for å dannes kjemiske koblinger, hva skjer når de deler elektronene sine på en eller annen måte. Kjemiske bindinger kan være kovalent, ionisk Y metallisk, som stammer fra kovalente molekylære forbindelser, ioniske nettverk eller metalliske forbindelser (selv om det er viktig å klargjøre at ingen kjemisk binding er absolutt kovalent eller ionisk). På denne måten kan atomer kombineres for å dannes molekyler enkelt som Vann, så vel som å danne makromolekyler kompleks som protein, DNA Y RNA.
Selv om atomer skiller seg fra hverandre takket være konfigurasjonen av partiklene deres, er det også sant at alle atomene til det samme elementet er nøyaktig identiske: hydrogenatomene i Sol De er de samme som utgjør kroppen vår, og karbonatomene i en hunds kropp er identiske med de som utgjør en diamant. Forskjellen ligger i måten atomene kombineres for å utgjøre de forskjellige kjemiske forbindelsene som utgjør organene og organsystemene i levende skapninger, materialene som genereres i industri, og all materien som utgjør universet.
Deler av et atom
Atomer består av to essensielle deler:
- Kjernen. Omtrent 99,94 % av massen til et atom er konsentrert i kjernen, hvor protonene og nøytronene (som sammen kalles "nukleoner") er forbundet med sterke kjernekrefter, som forhindrer at protonene frastøter hverandre, har samme elektriske lade.
- Atomorbitalene. En orbital beskriver et område av rommet som omgir atomkjernen der sannsynlighet å finne et elektron er veldig høyt. Disse regionene har forskjellige former som oppnås som et resultat av å løse den stasjonære Schrödinger-ligningen. Erwin Schrödinger var en østerriksk vitenskapsmann som utviklet denne ligningen i 1925 for å beregne utviklingen av en subatomær partikkel, for eksempel elektroner. Dermed danner elektronene en slags «sky» rundt kjernen, som er representert ved formen på atomorbitalene. På den annen side tilsvarer hver atomorbital en viss energiverdi for elektroner, så de er organisert i henhold til energiverdiene deres. Følgende figur viser formene til de første atomorbitalene:
Historien om atomet
Den første som formulerte ideen om eksistensen av atomer var den greske filosofen Democritus (s.V-VI f.Kr.) fra rent imaginære spekulasjoner (slik vitenskapen ble forstått på den tiden).
Studiene hans ble tatt opp av senere filosofer som Leucippus og Epicurus, men det ble neglisjert under middelalder, overskygget av den kreasjonistiske forklaringen av verden, som tilskrev alt til Gud.
Vi måtte vente til 1773 da den franske kjemikeren Antoine de Lavoisier postulerte sin teori om ikke-skaping eller ødeleggelse av materie (den bare forvandles) eller Loven om bevaring av masse, som tillot John Dalton å formulere den første moderne atomteorien i 1804.
Påfølgende lærde av fysisk og kjemi de ble inspirert av hans arbeid for å foreslå bedre og mer komplekse systemer for å forstå de grunnleggende partikler av materie. Deretter ble nye atommodeller foreslått opp til de mest brukte i dag.
Den moderne aksepterte strukturen er den som stammer fra eksperimenter av Rutherford i 1911, sammen med formuleringene til Niels Bohr, Schrödinger og Heisenberg.
Molekyl
Et molekyl er kjent som foreningen av to eller flere atomer gjennom kjemiske bindinger for å danne en mer kompleks og elektrisk nøytral struktur. Kjemiske bindinger kan være kovalente eller ioniske.
Molekyler kan bestå av atomer av det samme kjemiske elementet, for eksempel oksygenmolekylet (O2), eller av atomer av forskjellige kjemiske elementer, for eksempel glukosemolekylet. Monatomiske gasser, for eksempel helium (He), regnes også som molekyler.